一种装配激光雷达轴承的装配方法及装配设备与流程

本技术涉及激光雷达领域，尤其涉及一种装配激光雷达轴承的装配方法及装配设备。

背景技术：

1、随着无人驾驶技术的兴起，激光雷达作为重要的探测部件越来越受到重视。激光雷达顾名思义，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与探测信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。

2、机械旋转式激光雷达拥有360°水平视场角，点云无需拼接等优势。轴系设计质量直接关系到机械旋转式激光雷达的可靠性和使用寿命。机械旋转式激光雷达分为贯穿轴和非贯穿轴两种架构。在非贯穿轴架构设计中，非贯穿轴激光雷达包括主轴、轴承和轴承座，其中轴承包括上轴承和下轴承，上轴承和下轴承分别位于主轴的轴向两端。

3、在上述结构中，为了实现轴承与轴承座的装配，具体可以采用压力机将轴承压入到轴承座中。

4、但是，现有的采用压力机将轴承压入到轴承座的方式是一次性快速压入，并且由于轴承的端面可能存在一定的平面度误差，因此采用刚性压合力快速压合轴承时，压合力的施力面与轴承端面的贴合很有可能会存在缝隙，因此容易导致轴承在轴承座内的压入角度发生偏移甚至卡住，并且轴承在轴承座内的压入过程不平稳，从而容易损伤轴承和轴承座，降低机械旋转式激光雷达的运动可靠性和使用寿命。

技术实现思路

1、本技术提供一种装配激光雷达轴承的装配方法及装配设备，能够在提升轴承与轴承座的装配效率和良率的前提下，提升轴承与轴承座的装配稳定性，从而提高机械旋转式激光雷达的运动可靠性和使用寿命。

2、为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例提供一种装配激光雷达轴承的装配方法，用于将轴承装配到轴承座中，包括以下步骤：

4、对所述轴承座进行轴向定位和径向定位；

5、向所述轴承施加刚性的轴向压合力，并以第一压入速度将所述轴承的一部分沿所述轴向压入所述轴承座内；

6、向所述轴承施加柔性的轴向压合力，并以第二压入速度将所述轴承的其余部分沿所述轴向压入所述轴承座内；

7、所述第一压入速度小于所述第二压入速度。

8、本技术实施例提供的装配激光雷达轴承的装配方法，在初次压合轴承时，向轴承施加刚性的轴向压合力，并以第一压入速度将所述轴承的一部分沿所述轴向压入所述轴承座内。刚性压入能够保证轴承压入所述轴承座内的偏差角在控制的误差之内，而采用速度较慢的第一压入速度，在压入的过程中，如果发现轴承压入角度出现肉眼可见的偏差，能够及时停止，对轴承不会造成损伤。在二次压合轴承时，由于向轴承施加柔性的轴向压合力，因此可在轴承快速压入的过程中较好的保证压合力的施力面与轴承端面贴合，从而降低卡死概率，并且因为二次压合轴承的时候阻力是比较大的，以更快的第二压入速度压入轴承的其余部分可防止粘滑现象发生(压入过程中发生卡顿现象造成磨损)，使得压入过程更加平稳，由此可提升轴承与轴承座的装配效率和良率。提高机械旋转式激光雷达的运动可靠性和使用寿命。

9、根据本技术的一些实施例，所述第一压入速度小于或等于0.1mm/s。

10、根据本技术的一些实施例，所述第二压入速度大于1mm/s，且小于或等于10mm/s。

11、根据本技术的一些实施例，所述采用第一压入速度将所述轴承的一部分沿所述轴向压入所述轴承座内包括：采用第一压入速度将所述轴承压入所述轴承座内预设深度，所述预设深度为所述轴承的高度的1/10。

12、根据本技术的一些实施例，所述以第一压入速度将所述轴承的一部分沿所述轴向压入所述轴承座内的过程中，所述刚性的轴向压合力的施力面与所述轴承的端面保持贴合。

13、根据本技术的一些实施例，所述柔性的轴向压合力均匀作用于所述轴承的外圈。

14、根据本技术的一些实施例，所述以第二压入速度将所述轴承的其余部分沿所述轴向压入所述轴承座内的过程中，所述柔性的轴向压合力的施力面与所述轴承的端面保持贴合。

15、根据本技术的一些实施例，柔性的所述轴向压合力小于或等于2kn。

16、第二方面，本技术实施例还提供了一种装配激光雷达轴承的装配设备，用于将轴承装配到轴承座中，包括：

17、底座，被配置为支撑所述轴承座以限制所述轴承座沿轴向的自由度；

18、导向轴，设置于所述底座上且沿所述轴向延伸，所述导向轴被配置为与所述轴承的内圈配合，以在所述轴承受到轴向压合力时引导所述轴承沿所述轴向进入所述轴承座中，并且被配置为与所述轴承座配合以限制所述轴承座沿径向的自由度；以及

19、匀压组件，与所述导向轴可拆卸连接，被配置为与所述轴承的外圈抵接，以将刚性的轴向压合力转变为柔性的轴向压合力。

20、本技术实施例提供的装配激光雷达轴承的装配设备，可通过同一装配设备实现刚性慢速装配和柔性快速装配两种装配工艺。当需要采用刚性慢速装配工艺时，可将匀压组件取下，并通过轴承装配设备的底座限制轴承座沿轴向的自由度，通过导向轴限制轴承座沿径向的自由度。此时可将轴承的内圈对准导向轴，向轴承施加刚性压合力将轴承的一部分沿导向轴慢速压入轴承座内，从而实现刚性慢速压入的目的，慢速压入时压入角度不易偏离，并且慢速压入的过程中，如果发现轴承压入角度出现肉眼可见的偏差，能够及时停止，对轴承不会造成损伤。当需要采用柔性快速装配工艺时，可将匀压组件连接于导向轴上，并与轴承外圈抵接，此时可向匀压组件施加轴向压合力，由于匀压组件能够将刚性的轴向压合力转变为柔性的轴向压合力，因此柔性的轴向压合力可在轴承快速压入的过程中较好的保证匀压组件与轴承端面贴合，从而使得轴向压合力能够尽量垂直于轴承端面，降低卡死概率，并且因为二次压合轴承的时候阻力是比较大的，以更快的第二压入速度压入轴承的其余部分可防止粘滑现象发生(压入过程中发生卡顿现象造成磨损)，使得压入过程更加平稳，由此可在提升轴承与轴承座的装配效率和良率的前提下提高轴承装配的稳定性。从而提高机械旋转式激光雷达的运动可靠性和使用寿命。

21、根据本技术的一些实施例，所述轴承装配设备还包括压块，所述压块包括定位孔以及压合面，定位孔沿所述轴向延伸，且与所述导向轴配合；压合面被配置为施加刚性的轴向压合力压合所述轴承的外圈和/或所述匀压组件。

22、根据本技术的一些实施例，所述压合面包括设置于所述压块一端的第一压合面，所述第一压合面被配置为施加刚性的轴向压合力压合所述轴承的外圈，所述第一压合面的内径大于或等于所述轴承的外圈的内径。

23、根据本技术的一些实施例，所述压合面包括设置于所述压块另一端的第二压合面，所述第二压合面被配置为压合所述匀压组件。

24、根据本技术的一些实施例，轴承装配设备还包括压装装置，被配置为向所述压块施加所述轴向压合力。

25、根据本技术的一些实施例，所述底座包括轴向定位面，被配置为限制所述轴承座沿轴向的自由度。

26、根据本技术的一些实施例，所述轴向定位面包括第一轴向定位面，被配置为支撑所述轴承座一端的端面，以限制所述轴承座沿所述轴向的自由度。

27、根据本技术的一些实施例，所述轴向定位面还包括第二轴向定位面，被配置为支撑所述轴承座另一端的法兰面，以限制所述轴承座沿所述轴向的自由度。

28、根据本技术的一些实施例，所述第一轴向定位面和所述第二轴向定位面沿所述轴向依次设置，所述第一轴向定位面和所述第二轴向定位面相互平行。

29、根据本技术的一些实施例，所述底座还包括支撑座、第一定位块和第二定位块，第一定位块和第二定位块设置于所述支撑座上，所述第一定位块和第二定位块形成容纳所述轴承座的安装空间；以及所述支撑座的上表面位于所述安装空间内的部分形成所述第一轴向定位面，所述第一定位块和第二定位块的上端面形成所述第二轴向定位面。

30、根据本技术的一些实施例，所述第一定位块和第二定位块均为圆环段结构，两个所述圆环段结构形成具有间断部的圆环，所述圆环的中心位于所述导向轴的轴线上，所述间断部用于在所述支撑座上设置传感器。

31、根据本技术的一些实施例，所述导向轴包括径向定位面，被配置为限制所述轴承座沿径向的自由度。

32、根据本技术的一些实施例，所述径向定位面被配置为贴合所述轴承座的内侧壁，以限制所述轴承座沿所述径向的自由度。

33、根据本技术的一些实施例，所述导向轴包括第一轴部和第二轴部，所述第一轴部与所述底座连接，且包括所述径向定位面；第二轴部与所述第一轴部同轴线设置，且连接于所述第一轴部并远离所述底座；以及所述第二轴部的直径小于所述第一轴部的直径，所述第二轴部的外侧壁被配置为与所述轴承的内圈配合。

34、根据本技术的一些实施例，所述匀压组件包括至少一个弹性件，所述弹性件被配置为环绕所述导向轴设置，所述弹性件的上端面承受所述刚性的轴向压合力，所述弹性件的下端面贴合所述轴承的外圈，所述弹性件在所述刚性的轴向压合力的作用下能够沿所述轴向发生弹性形变，以将所述刚性的轴向压合力转变为所述柔性的轴向压合力，从而使所述柔性的轴向压合力均匀作用于所述轴承的外圈。

35、根据本技术的一些实施例，所述匀压组件还包括垫圈，所述垫圈被配置为环绕所述导向轴设置且位于所述弹性件的下端面和所述轴承的外圈之间，所述垫圈的内径大于或等于所述轴承的外圈的内径。